Введение к работе
Актуальность работы. Разработка технологических процессов > сборки с применением промышленных роботов (ПР) является одним из важных направлений развития промышленности. Повышение конкурентоспособности продукции, выпускаемой промышленностью, требует применения таких типов средств автоматизации, которые бы наряду с необходимой точностью обеспечивали требуемую гибкость при переходе на выпуск новых, соответствующих требованиям рынка, видов продукции. Для более эффективного использования ПР важно не только правильно подобрать конкретный тип для выполнения заданных технологических операций, но и организовать его работу с применением таких способов управления, которые на ряду, с требованиями точности и надежности обеспечили бы снижение энергопотребления.
Цель работы. Повышение точности и надежности технологических процессов сборки за счет уменьшения погрешности позиционирования и управления режимами промышленных роботов.
Для достижения поставленной цели решаются следующие задачи.-
-
Разработать методику назначения полей допусков на изготовление собираемых деталей с учетом погрешности их относительного положения, обеспечивающую достижение требуемой точности выполнения сборочных операций.
-
Разработать математическую модель формирования сборочного соединения и методику численного исследования законов движения рабочего органа манипулятора.
-
Разработать способы управления манипуляторам» ПР, обеспечивающие повышение точности отработки законов движении охвата и расширение технологических возможностей.
-
Разработать математическую модель и методику исследования качества электромеханической дискретной системы управления сборочным оборудованием.
Научная новизна полученных результатов: установлены новые функциональные связи, позволяющие произвести назначение' полей допусков на изготовление собираемых деталей, обеспечивающих достижение требуемой точности выполнения сборочных операций;
разработана математическая модель сборочного центра СБ-001,позволяющая производить численные исследования взаимосвязи
геометрических, массовых, кинематических характеристик подвижных частей с энергетическими характеристиками приводних двигателей. Проведенные численные исследования позволили выявить влияние элекромеханических. характеристик управляемого объекта (сборочного центра) на точностные характеристики движения рабочего органа; установлены новые функциональные связи, формирующие основу управляющих программ, используемых при автоматизации процессов сборки;
установлены связи, характеризующие влияние закона движения,, а также способа управления на точностные и удельно-энергетические характеристики перемещения рабочего органа манипулятора вдоль заданной траектории.
Практическая значимость полученных результатов.
Разработано программно-методическое обеспечение и отлажены средства вычислительной техники для автоматизации управления сборочным центром на линейных шаговых двигателях с целью повышения точности позиционирования инструментальной головки. Разработаны способы управления манипуляторами и алгоритмы их реализации, позволяющие снизить динамические нагрузки и увеличить точностные характеристики при выполнении заданных технологических операций.
Составлены рекомендации для использования полученных результатов на предприятиях точного машиностроения Республики Беларусь. Происходит внедрение результатов'работы на Государственном научно-производственном концерне "Планар". Результаты диссертационной работы включены в учебное пособие, применяемое в учебном процессе на кафедре "Технология машиностроения" и "Технология материалов и приборов электронной техники" БГПА.
Экономическая значимость полученных результатов.
Изготовление собираемых деталей с расширенными полями допусков, рассчитанными по предлагаемой методике с учетом требуемых показателей точности сборки, позволили снизить себестоимость собираемых изделий машиностроения.
Автоматизация существующего производства на основе применения прогрессивных способов управления манипуляторами ПР. новых схем манипуляторов и электромеханических модульных суставов, защищенных "авторскими свидетельствами и патентами Республики Беларусь и России, позволит повысить качество выпускаемой продукции и дать экономию материальных и энергетических ресурсов.
Основные положения диссертации, выносимые на защиту. . Методика расчета полей допусков собираемых деталей, математическая модель сборочного центра СБ-001, результаты численных исследований влияния различных законов движения рабочего органа на точностные характеристики.их отработки вдоль заданных траекторий, результаты исследования влияния кинематических и динамических характеристик управляемого объекта на точностные характеристики движения рабочего органа.
Личный вклад соискателя..
Основные научные и экспериментальные результаты диссертационной работы, положения, выносимые' на защиту, разработаны и получены лично или при его непосредственном участии. Им также проведено внедрение основных результатов на предприятиях точного машиностроения и в учебный процесс на кафедрах "Технология машиностроения" и "Технология материалов и приборов электронной техники".
Аппобация результатов диссертации. -Основные положения и результаты работы докладывались на научно-технической конференции "Повышение технического уровня и надежности машин" (г.Минск, 1993г.); "50-й научно-технической конференции профессоров, преподавателей, научных работников, аспирантов и студентов БГПА" (г. Минск, 1994г.); республиканской научно-технической конференции "Проблемы качества и надежности машин" (г.Могилев, 1994 г.); XXI научно-технической конференции в рамках проблемы "Наука и мир" (г.Брест, 1994г.); конференции победителей лучших научных статей студентов ВУЗов РБ (г.Минск, 1995г.); международной 51-й научно-технической конференции профессоров, преподавателей, научных работников, аспирантов и студентов БГПА, посвященная 75-летию БГПА "Состояние и перспективы развития науки и подготовки инженеров высокой квалификации в БГПА" (г.Минск, 1995 г.).
Опубликованность результатов.
Результаты диссертации опубликованы в 14 работах, включая 3 авторских свидетельства и 1 патент.
Структура и объем диссертации.
Диссертация состоит из введения, шести глав. Полный объем диссертации составляет 159 страниц, включая объем,занимаемый иллюстрациями - 44 страницы, таблицами - 2 страницы, списком использованных источников в количестве 136 наименований - 12 страниц, приложением - 5 страниц.
